Бобовые растения. Растения семейства бобовых. Плоды бобовых растений. Цветковые растения Двудольные мотыльковые

Бобовые - крупное семейство класса двудольных. Оно включает более 20 тыс. видов. Среди бобовых есть травы, кустарники и деревья. Ряд представителей травянистых бобовых растений являются ценными продуктами питания человека (соя, бобы, фасоль, горох, чечевица, нут и др.). Другие представители семейства бобовые: душистый горошек, акации, клевер, донник, чина.

Главными признаками, по которым разных представителей бобовых объединяют в одно семейство, являются строение их цветка и плода.

Цветок бобовых у большинства видов состоит из 5-ти чашелистиков, 5-ти лепестков, одного пестика и десяти тычинок. При этом строение цветка уникально, он обладает двусторонней, а не радиальной симметрией, как цветки других семейств. Самый крупный лепесток цветка называется парусом , два лепестка по бокам от паруса - это весла , два нижних лепестка срастаются, образуя лодочку . Пестик находится как-бы внутри лодочки и окружен тычинками. У многих видов бобовых 9 тычинок срастаются, а одна остается свободной.

Название бобовых происходит от названия плода, который формируется у растений этого семейства. Это плод боб . Он представляет собой сухой, обычно многосемянный плод. У боба есть две створки, которые раскрываются после созревания. Семена растут на этих створках. Следует отличать плод боб и плод стручок. У стручка есть перегородка между створками, и семена растут именно на перегородке. Хотя часто плоды бобовых называют стручками, на самом деле они являются бобами.

Являющиеся травами представители семейства бобовых часто образуют клубеньки на корнях. В таких клубеньках живут бактерии, способные усваивать атмосферный азот. Они обогащают растение азотсодержащими органическими веществами. Бобовое растение, в свою очередь, дает им питательные вещества. Таким образом, между растением и бактериями возникает симбиоз. Клубеньки на корнях - это не скопление бактерий, так как бактерии очень маленькие. Это вызванное бактериями деление клеток корня, а также увеличение их размеров. Когда бобовое растение отмирает, то обогащает почву азотом. Поэтому часто бобовые используют при рекультивации почв.

В бобовых растения (и их семенах) содержится много белка.

По строению стеблей и листьев представители семейства бобовые отличаются между собой. Соцветиями часто являются кисти (люпин) или головки (клевер).

Культурные бобовые растения

К семейству бобовые относятся многие растения, имеющие пищевое значение для человека. Ниже перечислены наиболее известные.

Горох широко распространен, используется человеком в пищу с древних времен. Его семена прорастают при температуре чуть выше нуля, однако требуют много влаги (также как и само растение). Горох ценен большим количеством содержащегося в нем белка. Корневая система стержневая, на боковых корнях образуются клубеньки с азотфиксирующими бактериями. Верхние части сложных листьев гороха преобразуются в усики, которыми он цепляется за опору. Строение цветка характерное для бобовых. До цветения происходит самоопыление.

Фасоль пришла к нам из Южной Америки, где она возделывалась с древних времен. Съедобными у разных сортов фасоли могут быть как семена, так и сами плоды-бобы.

Сою выращивают во многих странах для получения соевых белка, масла и крахмала. Из сои получают множество различных пищевых продуктов (является заменителем мяса, молочных продуктов, из нее изготавливают также сладости и др.).

Бобы (не путать с названием плода) чаще являются кормовыми растениями. Обычно их стебель имеет длину больше метра. Бобы отличаются неприхотливостью.

Класс двудольные. Семейство бобовые (мотыльковые)

Почему семейству дали название «мотыльковые»? Почему мотыльковые - хорошие соседи для всех культур? Может ли растительная пища быть богатой белком?

Общие признаки семейства мотыльковые. Это большое семейство, в которое входят около 400 родов и более 9 тыс. видов, распространённых по всей Земле, особенно в умеренном поясе и тропиках. На лугах и полях средней полосы России можно встретить представителей разных родов: Чина, Вика, Донник, Клевер, Люцерна. На полях и садах - растения родов Люпин, Белая и Жёлтая акация; Фасоль, Соя, Чечевица, Горох.

Это и травы (однолетние, двулетние и многолетние), и кустарники, и деревья. Листья очерёдные, часто с прилистниками. Как правило, листья сложные, чаще перистые или тройчатые.

Цветки с двойным околоцветником, чашечка состоит из 5 сросшихся чашелистиков. Название семейству дал венчик, похожий на сидящего мотылька: крупный верхний лепесток получил название «парус», два боковых - «вёсла», а два нижних сросшихся - «лодочка». Интересно строение тычинок: 9 тычинок срослись тычиночными нитями, а десятая - свободная. Пестик один, с крупной завязью, из которой разовьётся плод - боб.

Среди мотыльковых есть самоопыляющиеся цветки, как у гороха , но многие растения семейства - насекомоопыляемые, с довольно сильным приятным запахом. Достаточно вспомнить медовый аромат донника , свежий запах белой акации . Крупные цветки в пазухах листьев (горох ) - одиночные. Более мелкие - в соцветиях: головка (клевер ), кисть (люцерна, донник ). Все мотыльковые имеют плод боб, который обычно раскрывается двумя створками (вика, бобы, фасоль ). Форма и размер плода могут быть разными. Семя содержит большое количество белка в двух семядолях.

Другая характерная особенность - присутствие клубеньков на корнях, в которых развиваются бактерии, способные усваивать атмосферный азот. Это очень важно, так как для большинства растений азот остаётся недоступным. Поэтому бобовые - предшественники для многих растений.

Разнообразие растений семейства мотыльковые. Среди мотыльковых есть дикорастущие и культурные растения, лекарственные и ядовитые. Например, горох посевной - овощная и кормовая культура. Используется в пищу уже более 5 тыс. лет. Самоопыляющееся растение без запаха. А душистый горошек (из рода Чина) - растение декоративное, его семена в большом количестве ядовиты. Чина посевная с белыми цветками - однолетник. А чина луговая с кистями жёлтых цветков - многолетник. Та и другая - кормовые растения.

Вика посевная - однолетник с лиловыми цветками, пищевое (семена съедобны) и кормовое растение. А также сорняк яровых посевов.

Важное кормовое растение и медонос - клевер . Опыляется только шмелями, так как у пчёл недостаточно длинный хоботок. По своим питательным качествам клеверное сено превосходит злаки (белка в 1,5 раза больше, содержит витамины А, С, Д, Е). Кроме того, значительно обогащает почву азотом и улучшает её структуру.

Трава клевера, собранная в период цветения, применяется только в народной медицине от кашля, при лихорадке, простуде; наружно - при воспалении глаз и ушей. Отвар листьев используют при малярии, для укрепления желудка, при золотухе. Припарки из листьев прикладывают к опухолям и ранам.

Фасоль уже в древности разводили в Южной Америке. В России - с XVII века. Съедобны и питательны не только семена, но и бобы.

Соя , модная нынче благодаря тому, что ею можно заменить чуть ли не всё - от мяса и молока до резины и мыла, родом с Востока. Её семя содержит до 45% белка и до 27% жирного масла.

Донник лекарственный - медонос, кормовое и лекарственное растение. Люпин даёт зелёное удобрение: запахивается в почву как азотное удобрение. Семя богато белком (до 60%) и жиром (до 20%). Разводится и как декоративное растение: у него красивое соцветие - кисть и пальчатые листья.

Важное лекарственное растение, которое идёт и на экспорт, - солодка , или лакрица . Её корень используют как отхаркивающее и слабительное средство. Древние греки называли это растение «сладкий корень». Её используют и как лакомство.

Жёлтая акация (родом с Алтая) и белая акация (из Северной Америки) - декоративные древесные растения, медоносы.

Для мотыльковых характерен плод боб. Растения этого семейства имеют цветок интересного строения, похожий на мотылька, но заметен он лишь у крупноцветных видов. Листья у мотыльковых сложные: перистые или тройчатые. На корнях образуются клубеньки, в которых поселяются бактерии, фиксирующие атмосферный азот. Поэтому мотыльковые обогащают почву азотом и являются хорошими предшественниками для большинства культур. Поэтому же все растения, особенно семена, богаты белком и используются как пища для людей и как ценный корм для животных.

Пищевое значение

Пищевое значение бобовых огромно. До распространения в Европе картофеля миллионы людей ежедневно употребляли в пищу, наряду с зерновыми, питательные, дешевые и плодовитые бобовые: горох, садовые бобы, вигну (родственницу фасоли, к сожалению, в Европе нынче забытую), саму фасоль, ввезенную в XVI веке. И сейчас большие регионы (например, Азия, Южная Америка) очень широко используются в пищу бобовые. Перечислим некоторые, самые известные, растения.

1. Фасоль обыкновенная. Однолетнее травянистое растение. Листья очередные, тройчатосложные, с прилистниками. Соцветие - кисть. Низких температур не выносит, но зато более засухоустойчива, чем горох.

2. Соя. Повсеместно распространена в Южной и Юго-Восточной Азии, культивируется во многих теплых регионах. Питательна, содержит до 40 процентов белка, до 25 жира. Травянистое растение, с тройчатосложными листьями. Много продуктов производится из сои (натто, тофу, темпе и пр.) или с ее добавлением, широко используется соевое масло.

3. Арахис (земляной орех) - травянистое растение с парноперистосложными листьями. Бобы образуются под землей. Как это происходит? Цветки после оплодотворения погружаются под землю, где и созревают бобы, имеющие твердую оболочку. Родина - Южная Америка, возделывают в Средней Азии. Семена содержат до 37 процентов белка, до 45 процентов жиров. Популярно арахисовое масло, а также разнообразные закуски из арахиса. В США так любят арахисовую пасту, что даже учредили для нее специальный праздник 24 января.

Кормовое значение

1. Из кормовых сортов бобовых растений производят силос - сочные питательные корма для животных, получаемые методом закваски зеленой массы травянистых растений. На силос идут кормовые бобы, кукуруза, люцерна, вика, эспарцет.

2. Стебли и листья бобовых (донника, клевера, люцерны, вики, ледвянца, горошка) скашивают, высушивают, и они становятся отличной добавкой к рациону животных в тех регионах, где невозможен круглогодичный выпас.

Агрономическое значение

1. Обогащают почву азотом, являясь так называемыми «зелеными удобрениями», или, по-научному, сидератами (астрагал, вика, донник и др.). Как это происходит? В процессе роста бобовые запасают большое количество азота. Еще во время цветения растения запахивают и они, перегнивая, возвращают азот почве.

2. Корни бобовых, длинные и сильные, хорошо рыхлят почву, насыщают ее кислородом, препятствуют эрозии.

Декоративное значение

Семейство бобовых объединяет разнообразнейшие растения, в том числе и подчеркнуто декоративные. Они замечательно украшают парки, сады и приусадебные участки: например, робиния ложноакациевая, ракитник, клиантус с его большими красными цветами необычной формы.

Лекарственное значение

И здесь бобовые являются незаменимыми спутниками человека. Тысячи лет их применяют в медицине! Термопсис ланцетовидный, солодка, донник лекарственный используются при лечении кашля, имеют немало полезных свойств. Кассия помогает при лечении желудка, астрагал - при гипертензии. Кроме того, многие бобовые - ценные медоносы, так как собранный мед сам по себе является вкуснейшим лекарством.

Горох, соя, душистый горошек, чечевица, арахис, соя... Названия этих растений известны всем. В нашей статье мы рассмотрим особенности строения вегетативных органов и формулы цветка бобовых.

Общая характеристика семейства

Бобовые или мотыльковые растения относятся к классу двудольные. Систематики насчитывают их в природе более 20 тысяч видов. Большинство из них - ценные пищевые и кормовые культуры. Особое значение имеет способность некоторых видов фиксировать атмосферный азот. Бобовые представлены всеми жизненными формами: травами, кустарниками и деревьями. Как правило, с на стебле. Цветок бобовых является систематическим признаком.

Условные обозначения

В ботанике существует такое понятие как формула цветка. Она представляет собой условные обозначения частей этого генеративного органа. Цифры в этом ряду обозначают количественные показатели элементов генеративного органа.

Расшифровывается они следующим образом:

• Ч - чашечка. Она представляет собой совокупность чашелистиков, окружающих цветоложе.
• В - венчик. Это все лепестки цветка.
• О - околоцветник. В его состав входят чашечка и венчик.
• Т - количество тычинок.
• П - число пестиков.

Формула цветка бобовых растений

Теперь расшифруем это сочетание символов на конкретном примере. Формула цветка мотыльковых или бобовых растений имеет следующий вид: Ч5 Л1+2+(2) Т (9+1) П1. Такая структура визуально напоминает кораблик или бабочку. Это и обусловливает название мотыльковые.

Итак, околоцветник представителей этого семейства состоит из пяти чашелистиков и лепестков. Строение последних дифференцировано. Самый верхний лепесток имеет большие размеры по сравнению с остальными. Его называют "парус". По обе стороны находятся боковые лепестки - "весла". Оставшаяся пара срастается по нижнему краю. Так формируется "лодочка". У бобовых один пестик. Тычинок в одном случае может быть десять, в другом - девять из них срастаются между собой, а одна остается свободной. Лепестки иногда еще называют бабочкой с крыльями.

Тип цветка

Формула цветка бобовых несет и дополнительную информацию. Такие структуры являются обоеполыми. Это значит, что цветки имеют пестик и тычинки. Они могут быть одиночными - крупными с яркими и широкими лепестками.

Еще одна из характерных черт - это симметрия. По данному признаку цветки бобовых являются неправильными или зигоморфными. Это означает, что через них можно провести единственную вертикальную плоскость.

В ряду случаев у представителей этого семейства происходит формирование соцветий. Иногда формула цветка которых была приведена выше, формирует соцветия. Это может быть кисть, головка или метелка.

Опыление и формирование семян

Формула цветка бобовых свидетельствует о некоторых его различиях у разных видов семейства. Эти особенности определяют и способ опыления. К примеру, у клевера каждый лепесток закручен в длинную трубочку. Поэтому его могут опылять только шмели, имеющие специальный хоботок. Бобовые привлекают также пчел и бабочек. У гороха, люпина, астрагала, вики происхо-дит самоопыление.

Особенностью семян бобовых является отсутствие эндосперма - запасного питательного вещества. Это растения класса двудольные. Поэтому их зародыш состоит из двух семядолей, зачаточного стебелька, корешка и почечки, которая содержит зачатки первых листьев. Снаружи находится защитная кожура. Семядоли повернуты друг к другу плоскими сторонами. Они соединены в одной из частей. В этом месте и расположены зачаточные органы.

Запас веществ заключен непосредственно в семядолях. Ученые доказали, что люпин можно вырастить даже из семян, которые долгое время пролежали в мерзлоте. А для фасоли характерно подземное прорастание. В биологическом смысле это очень выгодно, поскольку обеспечивает защиту от животных, перепадов температуры.

Плоды и семена

Плод этого семейства называется боб. Развивается он из плодолистика. Боб является сухим многосемянным. После созревания он раскрывается по шву между двумя створками. На них находятся семена. В отличие от стручка, внутри боба нет вертикальной перегородки.

Семена бобов издавна употребляются в пищу. Горох и фасоль содержат большое количество белков, а соя и арахис - растительных масел. Клевер и люцерна являются незаменимыми поскольку отличаются большой питательной ценностью. Большое значение эти растения имеют и в качестве медоносов. Белая и желтая карагана, а также мимоза - известные декоративные виды.

Значение

Побеги бобовых - ценное зеленое удобрение. Их припахивают и оставляют на поверхности почвы, что способствует ее обогащению органикой и улучшает структуру. В фармацевтической промышленности в качестве сырья используется солодка, донник, белая акация. Среди древесины самым ценным является сандаловое дерево.

Только на корнях бобовых поселяются клубеньковые бактерии. Это особый вид, который способен усваивать атмосферный азот. В чем польза таких организмов? Азот является необходимым элементом для формирования стебля и листьев. И в воздухе этого вещества достаточно - до 78 %. Но растения не могут поглощать атмосферный азот. Клубеньковые бактерии переводят его в форму, которая растворяется в воде и может всасываться из почвы корнями. Существование этих организмов взаимовыгодное: бактерии обеспечивают растения азотом, а взамен получают минеральные питательные вещества.

Итак, формула цветка бобовых имеет вид Ч5 Л1+2+(2) Т (9+1) П1. Такая структура состоит из пяти плодолистиков и такого же количества лепестков. Последние отличаются размерами и формой. В результате цветок бобовых имеет неправильную форму и является зигоморфным. Это значит, что через него можно провести только одну ось симметрии. Такой тип симметрии называется зигоморфным. Визуально цветок бобовых растений напоминает лодочку с веслами и парусом или бабочку. Это обусловливает второе название этого семейства - мотыльковые. Все цветки бобовых обоеполые. Они имеют один пестик. А количество тычинок равно десяти. У некоторых из них девять из них срастаются, а одна остается свободной.

Это самое распространенное из семейств (около 17 000 видов).

Цветки напоминают мотыльков, отсюда — второе название семейства — мотыльковые. Деревья и кустарники (в жарких странах), однолетние и многолетние травы (в холодном климате) .

Пищевые бобовые — горох, фасоль, соя, чечевица, арахис. Кормовые — клевер, люцерна, вика. Многие — лекарственные растения (солодка, термопсис). Дикорастущие — верблюжья колючка, солодка, горошек лесной и др. Некоторые бобовые выращивают как декоративные растения (акация желтая и белая).

Листья у бобовых могут быть тройчатые (клевер, фасоль)), перистосложные (соя, горох), пальчатосложные (люпин):

Цветок бобовых пятилепестковый, двустороннесимметричный. Каждый из лепестков имеет свое название: верхний — парус. Два лепестка по бокам — весла. Два нижних, сросшихся на конце лепестка — лодочка. Лодочка прикрывает один пестик, окруженный девятью сросшимися тычинками и одной свободной (или десятью сросшимися). Формула цветка Ч(5)Л1,2(2)Т(9),1П1

Цветки у бобовых одиночные или собраны в головку (клевер), или кисть (донник, люпин). Из завязи развивается плод — боб. В семенах содержится много белка.

Большинство бобовых имеют на корнях клубеньки, в которых живут азотфиксирующие бактерии. Азот необходим растениям, но самостоятельно получать его из воздуха они не могут.

При вырывании растения из земли клубеньки отрываются и остаются в земле, обогащая почву азотом.